Для того чтобы битумные эмульсии выполняли свою функцию, необхо¬димо, чтобы в результате их распада образовалась сплошная битумная плёнка. Скорость этого процесса зависит от реакционной способности эмульсии и каменного материала, а также от погодных условий, таких как температура и влажность. Существует классификация битумных эмульсий в зависимости от их реакционной способности.
Эмульсии быстрораспадающиеся
Эмульсии данного типа распадаются сразу же при контакте с чистым каменным материалом, имеющим небольшую удельную поверхность (например, при контакте со щебнем при устройстве поверхностной обработки).
Эмульсии среднераспадающиеся
Эмульсии данного типа распадаются при смешивании с каменными матери¬алами, имеющими небольшую удельную поверхность. Данные эмульсии используются, например, для приготовления чёрного щебня или пористых органоминеральных смесей.
Эмульсии медленнораспадающиеся
Эмульсии данного типа распадаются в результате смешивания с минеральными материалами, имеющими большую удельную поверхность (в частности со смесями плотного зернового состава). В стандартах некоторых стран дано определение таких типов эмульсии как сверхстабильные. Такие эмульсии используются при приготовлении холодного асфальто¬бетона, эмульсионно-минеральных смесей, в том числе и литых, регенерированного асфальтобетона.Вид эмульсии зависит от типа и сте¬пени концентрации эмульгатора, вы¬бранной кислоты (или другого спосо¬ба регулирования показателя рН) и степени её концентрации, а также от типа и источника происхождения используемого битума.
Каменные материалы обладают опре¬делённым поверхностным зарядом (при этом заряд зависит от показателя рН водной фазы и природных свойств минералов). Поверхность так называемых «кислых» каменных материалов с высоким содержанием оксида кремния имеет общий отрицательный заряд. В то же время поверхность щелочных каменных материалов (таких как известняк) заряжена положительно. По мере того, как значение показателя рН среды, в которой находится каменный материал, повышается, минеральная поверхность любого типа проявляет тенденцию увеличения отрицательного заряда, в то время как присутствие в воде солей кальция или других катионов приводит к тенденции уменьшения отрицательного заряда на поверхностях.
Катионные эмульсии быстрее вступают в реакцию с каменным матери¬алом, поверхность которого заряжена преимущественно отрицательно (гра¬ниты, кварциты, сиениты, и т.д.), хотя другие факторы могут иметь большее значение (см. ниже).
Следует отметить, что распад эмульсии представляет собой комплексный многофакторный процесс, который до конца ещё не изучен.
|
|
 |
|
Контакт эмульсии с каменным материалом |
Адсорбция «свободного» эмульгатора |
 |
 |
|
Электрофорез капель к поверхности |
Коагуляция/устилэние поверхности |
НЕКОТОРЫЕ ИЗ ЭТАПОВ ПРОЦЕССА «РАСПАДА» МОГУТ СОПРОВОЖДАТЬСЯ:
1) Адсорбцией эмульгатора на поверхности каменного материала.
Свободные ионы или молекулы эмульгатора адсорбируются на поверхности каменного материала очень бы¬стро. Эмульгатор с поверхности раздела фаз «битум/вода» отбирается гораздо более медленно. Устранение свободного стабилизирующего эмульгатора делает эмульсию, подверженную коалесценции, менее устойчивой, но с другой стороны, следствием этого явится также уменьшение (или даже обращение на противоположный) поверхностного заряда каменного материала, что может замедлить процесс распада эмульсии.
2) Перемещением битумных частиц эмульсии к поверхности каменного материала.
Частицы битума в эмульсии имеют заряд и перемещаются к поверхности каменного материала с противополож¬ным знаком (явление электрофореза). Адсорбирование на поверхности обеспечивает тесный контакт частиц, что приводит к флокуляции, коалесценции и устиланию поверхности.
3) Изменениями показателя рН.
Некоторые типы каменного материала, такие как известняки, (или такие наполнители как известь или цемент) могут нейтрализовывать кислоту, вызывая тем самым повышение показателя рН и дестабилизацию эмульсии. В некоторых других случаях каменный материал может адсорбировать ионы водорода, что приводит к менее вы¬раженному повышению показателя рН, но всё же достаточному, чтобы вызвать дестабилизацию эмульсии. Такой каменный материал, как известняк, может поставлять в раствор ионы кальция или магния, которые способствуют нейтрализации заряда в анионных эмульсиях.
4) Испарением воды.
В меру того, как вода испаряется из смеси, частицы битума вступают в контакт, в результате чего происходит коалесценция. Для сверхстабильной эмульсии процесс испарения воды в ряде случаев может быть главной причиной распада.
